JP6870558B2

JP6870558B2 - クレーン

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Publication number: JP6870558B2
Application number: JP2017192191A
Authority: JP
Inventors: 真輔神田; 和磨水木
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-09-29
Also published as: EP3689808A1; EP3689808B1; EP3689808A4; CN112010179A; US11518658B2; JP2019064795A; CN111108059A; US20200223670A1; EP3822220A1; WO2019066016A1; CN112010179B

Description

本発明は、クレーンに関する。詳しくは、制御信号から共振周波数成分を減衰させるクレーンに関する。

従来、クレーンにおいて、搬送時の吊り荷には、搬送時に加わる加速度を起振力としてワイヤロープの先端に吊り下げられている吊り荷を質点とする単振り子、またはフック部分を支点とする二重振り子としての振動が発生している。また、伸縮ブームを備えるクレーンによって搬送される吊り荷には、単振り子、または二重振り子による振動に加えて伸縮ブームやワイヤロープ等のクレーンを構成している構造物のたわみによる振動が発生している。ワイヤロープに吊り下げられた吊り荷は、単振り子または二重振り子の共振周波数で振動するとともに、伸縮ブームの起伏方向の固有振動数や旋回方向の固有振動数、ワイヤロープの伸びによる伸縮振動時の固有周波数等で振動しながら搬送される。

このようなクレーンにおいて、操縦者は、吊り荷を所定の位置に安定的に下ろすために、操作具による手動操作によって伸縮ブームを旋回させたり起伏させたりして吊り荷の振動を打ち消す操作を行う必要があった。このため、クレーンの搬送効率は、搬送時に発生する振動の大きさやクレーン操縦者の熟練度に影響される。そこで、クレーンのアクチュエータの速度指令（制御信号）から吊り荷の共振周波数の周波数成分を減衰させることで吊り荷の振動を抑制して搬送効率を向上させるクレーンが知られている。例えば、特許文献１の如くである。

特許文献１に記載のクレーン装置は、トロリーから垂らしたワイヤロープに吊り荷を吊り下げて移動するクレーン装置である。クレーン装置は、ワイヤロープの吊り下げ長さ（ワイヤロープがシーブから離間する吊り下げ位置からフックまでの長さ）を基準として算出される共振周波数に基づく時間遅れフィルタを設定する。クレーン装置は、トロリー速度指令に時間遅れフィルタを適用した補正トロリー速度指令によってトロリーを移動させることで吊り荷の振動を抑制することができる。

しかし、クレーン装置は、共振周波数の算出において、ワイヤロープ先端のフックと吊り荷とを連結している玉掛けワイヤロープの長さを考慮していない。つまり、クレーンは、ワイヤロープ先端から吊り荷までの距離がワイヤロープの吊り下げ長さに対して十分小さいものとして玉掛けワイヤロープの長さを考慮していない。しかし、特許文献１に記載の技術では、吊り下げ長さに対する振り子の長さの比率が大きくなるにつれて吊り下げ長さから算出される共振周波数と実際の共振周波数との間にずれが生じ、効果的に吊り荷の振動を抑制できない場合があった。

特開２０１５−１５１２１１号公報

本発明の目的では、ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて吊り荷に生じる振り子の共振周波数に関する振動を効果的に抑制することができるクレーンを提供することを目的とする。

本発明のクレーンは、ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて定まる吊り荷の揺れの共振周波数を算出し、任意の操作信号に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記共振周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成するクレーンであって、過去の測定値に基づいて前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値と最小値とを取得し、前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値とから算出される吊り荷の揺れの基準共振周波数を算出し、前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの最小値とから算出される吊り荷の揺れの上限共振周波数を算出し、基準共振周波数に対する上限共振周波数の比率に応じて、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを変更する。

ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて吊り荷の揺れの共振周波数と、クレーンを構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数と、を合成した合成周波数を算出し、任意の操作信号に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記合成周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成するクレーンであって、過去の測定値に基づいて前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値と最小値とを取得し、前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値とから算出される吊り荷の揺れの基準共振周波数を算出し、前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの最小値とから算出される吊り荷の揺れの上限共振周波数を算出し、基準共振周波数に対する上限共振周波数の比率に応じて、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを変更する。

本発明によれば、ワイヤロープの吊り下げ長さから算出される共振周波数と、吊り荷の重心位置までの距離から算出される共振周波数とのずれをワイヤロープの吊り下げ長さから推定し、吊り荷の重心位置までの距離から算出される共振周波数を含む周波数範囲を減衰させる。これにより、ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて吊り荷に生じる振り子の共振周波数に関する振動を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、吊り荷を単振り子とみなした共振周波数とブームの固有振動数との合成周波数を基準とする周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを変更することで、吊り荷の揺れだけでなく、ブームの振動を抑制することができる。これにより、ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて吊り荷に生じる振り子の共振周波数に関する振動を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、前記ワイヤロープの吊り下げ長さ毎にワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値と最小値とから算出した共振周波数の比率に基づいて、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合を設定する。これにより、ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて、吊り荷に生じる振り子の共振周波数に関する振動を効果的に抑制することができる。

クレーンの全体構成を示す側面図。クレーンの制御構成を示すブロック図。ノッチフィルタの周波数特性を表すグラフを示す図。ノッチフィルタにおいて、ノッチ深さ係数が異なる場合の周波数特性を表すグラフを示す図。吊り荷の吊り下げ長さ及び玉掛け長さを示す図。旋回操作の制御信号とノッチフィルタを適用した制御信号とフィルタリング制御信号とを表すグラフを示す図。過去に測定された玉掛け長さの分布を示す図。吊り下げ長さ毎の平均玉掛け長さと最短玉掛け長さとの周波数比率との関係を表すグラフを示す図。（ａ）吊り下げ長さに対する平均玉掛け長さの比率が小さい場合における吊り荷の揺れを示す図（ｂ）吊り下げ長さに対する平均玉掛け長さの比率が大きい場合における吊り荷の揺れを示す図。制振制御の全体の制御態様を表すフローチャートを示す図。制振制御において一の操作具の単独操作におけるノッチフィルタの適用工程を表すフローチャートを示す図。制振制御において複数の操作具の単独操作におけるノッチフィルタの適用工程を表すフローチャートを示す図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明の第一実施形態に係るクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、クレーン１として移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）について説明を行うが、トラッククレーン等でもよい。

図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、クレーン装置６を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、吊り荷Ｗをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、伸縮ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６、キャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。

アクチュエータである旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用操作弁２３（図２参照）によって回転操作される。旋回用操作弁２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台７は、旋回用操作弁２３によって回転操作される旋回用油圧モータ８を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台７には、旋回台７の旋回位置（角度）と旋回速度とを検出する旋回用エンコーダ２７（図２参照）が設けられている。

伸縮ブーム９は、吊り荷Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。伸縮ブーム９は、複数のブーム部材から構成されている。伸縮ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである伸縮用油圧シリンダ（図示しない）で移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。伸縮ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動自在に設けられている。

アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用操作弁２４（図２参照）によって伸縮操作される。伸縮用操作弁２４は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、伸縮ブーム９は、伸縮用操作弁２４によって任意のブーム長さに制御可能に構成されている。伸縮ブーム９には、伸縮ブーム９の長さを検出するブーム長検出センサ２８と、吊り荷Ｗの重量Ｗｔを検出する重量センサ２９（図２参照）とが設けられている。

ジブ９ａは、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大するものである。ジブ９ａは、伸縮ブーム９のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ９ａの基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。

メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、吊り荷Ｗを吊るものである。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、吊り荷Ｗを吊るメインフックとが設けられている。サブフックブロック１１には、吊り荷Ｗを吊るサブフックが設けられている。

アクチュエータである起伏用油圧シリンダ１２は、伸縮ブーム９を起立および倒伏させ、伸縮ブーム９の姿勢を保持するものである。起伏用油圧シリンダ１２はシリンダ部とロッド部とから構成されている。起伏用油圧シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部が伸縮ブーム９のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。

アクチュエータである起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用操作弁２５（図２参照）によって伸縮操作される。起伏用操作弁２５は、起伏用油圧シリンダ１２に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、伸縮ブーム９は、起伏用操作弁２５によって任意の起伏速度に制御可能に構成されている。伸縮ブーム９には、伸縮ブーム９の起伏角度を検出する起伏用エンコーダ３０（図２参照）が設けられている。

メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行うものである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。

アクチュエータであるメイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用操作弁２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メイン用操作弁２６ｍは、メイン用油圧モータに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、メインウインチ１３は、メイン用操作弁２６ｍによって任意の繰り入れおよび繰り出し速度に制御可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用操作弁２６ｓ（図２参照）によって任意の繰り入れおよび繰り出し速度に制御可能に構成されている。メインウインチ１３には、メイン繰出長検出センサ３１が設けられている。同様に、サブウインチ１５には、サブ繰出長検出センサ３２が設けられている。

キャビン１７は、操縦席を覆うものである。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１、サブドラム操作具２２等が設けられている（図２参照）。旋回操作具１８は、旋回用操作弁２３を操作することで旋回用油圧モータ８を制御することができる。起伏操作具１９は、起伏用操作弁２５を操作することで起伏用油圧シリンダ１２を制御することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用操作弁２４を操作することで伸縮用油圧シリンダを制御することができる。メインドラム操作具２１はメイン用操作弁２６ｍを操作することでメイン用油圧モータを制御することができる。サブドラム操作具２２は、サブ用操作弁２６ｓを操作することでサブ用油圧モータを制御することができる。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２で伸縮ブーム９を任意の起伏角度に起立させて、伸縮操作具２０の操作によって伸縮ブーム９を任意のブーム長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２２等によって吊り荷Ｗを吊り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで吊り荷Ｗを搬送することができる。

図２に示すように、制御装置３３は、各操作弁を介してクレーン１のアクチュエータを制御するものである。制御装置３３は、制御信号生成部３３ａ、共振周波数算出部３３ｂ、フィルタ部３３ｃ、フィルタ係数算出部３３ｄを具備する。制御装置３３は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３３は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３３は、制御信号生成部３３ａ、共振周波数算出部３３ｂ、フィルタ部３３ｃ、フィルタ係数算出部３３ｄの動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御信号生成部３３ａは、制御装置３３の一部であり、各アクチュエータの速度指令である制御信号を生成するものである。制御信号生成部３３ａは、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１、サブドラム操作具２２等から各操作具の操作量を取得し、旋回操作具１８の制御信号Ｃ（１）、起伏操作具１９の制御信号Ｃ（２）・・制御信号Ｃ（ｎ）（以下、単にまとめて「制御信号Ｃ（ｎ）」と記し、ｎは任意の数とする）を生成するように構成されている。また、制御信号生成部３３ａは、伸縮ブーム９が作業領域の規制範囲に近接した場合や特定の指令を取得した場合に操作具の操作（手動制御）によらない自動制御（例えば自動停止や自動搬送等）を行う制御信号Ｃ（ｎａ）や、任意の操作具の緊急停止操作に基づいて緊急停止制御を行う制御信号Ｃ（ｎｅ）を生成するように構成されている。

共振周波数算出部３３ｂは、制御装置３３の一部であり、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６に吊り下げられた吊り荷Ｗを単振り子として、その吊り下げ長さと後述する玉掛け長さに基づいて吊り荷Ｗに生じる振り子の固有振動数である共振周波数ωｘ（ｎ）を算出するものである（以下、単に「共振周波数ωｘ（ｎ）」と記す）。共振周波数算出部３３ｂは、フィルタ係数算出部３３ｄが取得する伸縮ブーム９の起伏角度を取得し、メイン繰出長検出センサ３１またはサブ繰出長検出センサ３２から対応するメインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し量を取得し、メインフックブロック１０を使用している場合に図示しない安全装置からメインフックブロック１０の掛け数を取得する。

さらに、共振周波数算出部３３ｂは、取得した伸縮ブーム９の起伏角度、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の繰り出し量、メインフックブロック１０を使用している場合のメインフックブロック１０の掛け数から、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６において、シーブからメインワイヤロープ１４が離間する位置（吊り下げ位置）からフックブロックまでのメインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）、またはシーブからサブワイヤロープ１６が離間する位置（吊り下げ位置）からフックブロックまでのサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）を算出し（図１参照）、重力加速度ｇとメインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）からなる吊り下げ長さＬ（ｎ）とからその共振周波数ωｘ（ｎ）＝√（ｇ／Ｌ（ｎ））・・・（１）を算出するように構成されている。

フィルタ部３３ｃは、制御装置３３の一部であり、制御信号Ｃ（１）・Ｃ（２）・・Ｃ（ｎ）の特定の周波数領域を減衰させるノッチフィルタＦｘ（１）・Ｆｘ（２）・・Ｆｘ（ｎ）を生成し（以下、単にまとめて「ノッチフィルタＦｘ（ｎ）」と記し、ｎは任意の数とする）、制御信号Ｃ（ｎ）にノッチフィルタＦｘ（ｎ）を適用するものである。フィルタ部３３ｃは、制御信号生成部３３ａから制御信号Ｃ（１）、制御信号Ｃ（２）・・制御信号Ｃ（ｎ）を取得し、制御信号Ｃ（１）にノッチフィルタＦｘ（１）を適用して制御信号Ｃ（１）から共振周波数ω（１）を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させたフィルタリング制御信号Ｃｄ（１）を生成し、制御信号Ｃ（２）にノッチフィルタＦｘ（２）を適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（２）を生成し、・・制御信号Ｃ（ｎ）にノッチフィルタＦｘ（ｎ）を適用して制御信号Ｃ（ｎ）から共振周波数ωｘ（ｎ）を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成するように構成されている（以下、単にまとめて「フィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）」と記し、ｎは任意の数とする）。

フィルタ部３３ｃは、旋回用操作弁２３、伸縮用操作弁２４、起伏用操作弁２５、メイン用操作弁２６ｍおよびサブ用操作弁２６ｓのうち対応する操作弁にフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を伝達するように構成されている。つまり、制御装置３３は、各操作弁を介してアクチュエータである旋回用油圧モータ８、起伏用油圧シリンダ１２、図示しない伸縮用油圧シリンダ、図示しないメイン用油圧モータ、サブ用油圧モータを制御できるように構成されている。

フィルタ係数算出部３３ｄは、制御装置３３の一部であり、クレーン１の作動状態からノッチフィルタＦｘ（ｎ）が有する伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）の中心周波数係数ωｘ_ｎ、ノッチ幅係数ζｘ、ノッチ深さ係数δｘを算出するものである。フィルタ係数算出部３３ｄは、取得した共振周波数ωｘ（ｎ）に対応した中心周波数係数ωｘ_ｎを算出するように構成されている。また、フィルタ係数算出部３３ｄは、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）、またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）に基づいて、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとを算出するように構成されている（図５参照）。

図３と図４とを用いてノッチフィルタＦｘ（ｎ）について説明する。ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、任意の周波数を中心として制御信号Ｃ（ｎ）に急峻な減衰を与えるフィルタである。
図３に示すように、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、任意の中心周波数ωｃ（ｎ）を中心とする任意の周波数範囲であるノッチ幅Ｂｎの周波数成分を、中心周波数ωｃ（ｎ）における任意の周波数の減衰割合であるノッチ深さＤｎで減衰させる周波数特性を有するフィルタである。つまり、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）の周波数特性は、中心周波数ωｃ（ｎ）、ノッチ幅Ｂｎおよびノッチ深さＤｎから設定される。

ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、以下の式（２）に示す伝達関数Ｈ（ｓ）を有する。

式（２）においてω_ｎはノッチフィルタＦｘ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）に対応する中心周波数係数ωｘ_ｎ、ζａはノッチ幅Ｂｎに対応するノッチ幅係数、δａはノッチ深さＤｎに対応するノッチ深さ係数である。ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、中心周波数係数ωｘ_ｎが変更されることでノッチフィルタＦｘ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）が変更され、ノッチ幅係数ζｘが変更されることでノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅Ｂｎが変更され、ノッチ深さ係数δｘが変更されることでノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ深さＤｎが変更される。

ノッチ幅係数ζｘは、大きく設定するほどノッチ幅Ｂｎが大きく設定される。これにより、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、適用する入力信号において、中心周波数ωｃ（ｎ）から減衰させる周波数範囲がノッチ幅係数ζｘによって設定される。

ノッチ深さ係数δｘは、０から１までの間で設定される。
図４に示すように、ノッチ深さ係数δｘ＝０の場合、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）におけるゲイン特性は―∞ｄＢとなる。これにより、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、適用する入力信号において、中心周波数ωｃ（ｎ）での減衰量が最大になる。つまり、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、入力信号をその周波数特性に従って最も減衰させて出力する。
ノッチ深さ係数δｘ＝１の場合、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）におけるゲイン特性は０ｄＢとなる。これにより、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、適用する入力信号の全ての周波数成分を減衰させない。つまり、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、入力信号をそのまま出力する。

図２に示すように、制御装置３３の制御信号生成部３３ａは、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２に接続され、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２のそれぞれの操作量（操作信号）に応じて制御信号Ｃ（ｎ）を生成することができる。

制御装置３３の共振周波数算出部３３ｂは、メイン繰出長検出センサ３１とサブ繰出長検出センサ３２、フィルタ係数算出部３３ｄに接続され、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）とサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）を取得することができる。

制御装置３３のフィルタ部３３ｃは、旋回用操作弁２３、伸縮用操作弁２４、起伏用操作弁２５、メイン用操作弁２６ｍおよびサブ用操作弁２６ｓに接続され、旋回用操作弁２３、伸縮用操作弁２４、起伏用操作弁２５、メイン用操作弁２６ｍおよびサブ用操作弁２６ｓに対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を伝達することができる。また、フィルタ部３３ｃは、制御信号生成部３３ａに接続され、制御信号Ｃ（ｎ）を取得することができる。また、フィルタ部３３ｃは、フィルタ係数算出部３３ｄに接続され、ノッチ幅係数ζｘ、ノッチ深さ係数δｘおよび中心周波数係数ωｘ_ｎを取得することができる。

制御装置３３のフィルタ係数算出部３３ｄは、旋回用エンコーダ２７、ブーム長検出センサ２８、重量センサ２９および起伏用エンコーダ３０に接続され、旋回台７の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度および吊り荷Ｗの重量Ｗｔを取得することができる。また、フィルタ係数算出部３３ｄは、制御信号生成部３３ａに接続され、制御信号Ｃ（ｎ）を取得することができる。また、フィルタ係数算出部３３ｄは、共振周波数算出部３３ｂに接続され、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）とサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）（図１参照）および共振周波数ωｘ（ｎ）を取得することができる。

制御装置３３は、制御信号生成部３３ａにおいて、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２の操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号Ｃ（ｎ）を生成する。また、制御装置３３は、共振周波数算出部３３ｂにおいて、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）、またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と後述する玉掛け長さとの合計値に基づいて共振周波数ωｘ（ｎ）を算出する。また、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄにおいて、共振周波数算出部３３ｂにおいて算出した共振周波数ωｘ（ｎ）をノッチフィルタＦｘ（ｎ）の基準となる中心周波数ωｃ（ｎ）として対応する中心周波数係数ωｘ_ｎを算出する。さらに、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄにおいて、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）、またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と後述する玉掛け長さとの合計値に基づいて、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとを算出する。

図６に示すように、制御装置３３は、フィルタ部３３ｃにおいて、ノッチ幅係数ζｘ、ノッチ深さ係数δｘおよび中心周波数係数ωｘ_ｎを適用したノッチフィルタＦｘ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成する。ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）は、共振周波数ωｘ（ｎ）の周波数成分が減衰されているので、制御信号Ｃ（ｎ）に比べて立ち上がりが緩やかになり、動作が完了するまでの時間が延びる。つまり、ノッチ深さ係数δｘが０に近い（ノッチ深さＤｎが深い）ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）で制御されるアクチュエータは、ノッチ深さ係数δｘが１に近い（ノッチ深さＤｎが浅い）ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）、もしくはノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎ）で制御される場合に比べて、操作具の操作による動作の反応が緩慢になり操作性が低下する。

同様に、ノッチ幅係数ζｘが標準的な値よりも比較的大きい（ノッチ幅Ｂｎが比較的広い）ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）で制御されるアクチュエータは、ノッチ幅係数ζｘが標準的な値よりも比較的小さい（ノッチ幅Ｂｎが比較的狭い）ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）、もしくはノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎ）で制御される場合に比べて、操作具の操作による動作の反応が緩慢になり操作性が低下する。

次に、図７を用いて、メインワイヤロープ１４の吊り下げ長さＬｍ（ｎ）、またはサブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）に基づいた、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとの算出について説明する。なお、本実施形態において、クレーン１は、サブワイヤロープ１６によって吊り荷Ｗを吊り上げるものとして説明する。

図７に示すように、サブフックから玉掛けワイヤロープに吊られている吊り荷Ｗの上面までの長さである吊り長さと吊り荷Ｗの上面から重心位置までの長さ（以下、単に「玉掛け長さ」と記す）の分布は、正規分布に従う。つまり、玉掛け長さは、平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）を中央値として平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）よりも標準偏差σ分だけ長い最長玉掛け長さＬｗｌ（ｎ）から標準偏差σ分だけ短い最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）の範囲で分布する。従って、吊り荷Ｗが単振り子として振れる際の共振周波数は、サブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）との合計値から算出した基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）を中央値として、玉掛け長さが最長玉掛け長さＬｗｌ（ｎ）である場合の下限共振周波数ωｘｌ（ｎ）から最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）である場合の上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）の範囲でばらつきが生じる。下限共振周波数ωｘｌ（ｎ）、基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）および上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）は、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）が短くなるほど高くなる。また、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）の変化に対する周波数の上昇率は、下限共振周波数ωｘｌ（ｎ）よりも上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）が大きい。

図８に示すように、サブワイヤロープ１６の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）との合計値毎の基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）に対する上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）の周波数比ｆｒ（周波数比ｆｒ＝上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）／基準共振周波数ωｘｓ（ｎ））は、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）が短くなるほど増大する。すなわち、基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）と上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）とのずれは、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）が短くなるほど増大する。このように、基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）と上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）のずれは、周波数比ｆｒが大きくなるほど増大する。従って、周波数比ｆｒが大きくなるほどノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅Ｂｎが広く、かつノッチ深さＤｎが浅くなるようにノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとを設定することで、基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）と上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）とにずれが生じていても振動を吸収することができる。

制御装置３３は、予め平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）、最長玉掛け長さＬｗｌ（ｎ）および最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）を記憶している。また、制御装置３３は、周波数比ｆｒの範囲毎にノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとの組み合わせであるパラメータを記憶している。例えば、制御装置３３は、操作具による操作性が優先される手動制御等において、周波数比ｆｒが１００％以上１２０％未満の範囲に対するパラメータＰｍ０、周波数比ｆｒが１２０％以上１４０％未満の範囲に対するパラメータＰｍ１、周波数比ｆｒが１４０％以上の範囲に対するパラメータＰｍ２を記憶している。各パラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２は、同一の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）において、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）を適用した際の流れ量が略同一になるように設定されている。さらに、制御装置３３は、吊り荷Ｗの揺れの抑制が優先される自動制御等において、周波数比ｆｒが１００％以上１２０％未満の範囲に対するパラメータＰａ０、周波数比ｆｒが１２０％以上１４０％未満の範囲に対するパラメータＰａ１、周波数比ｆｒが１４０％以上の範囲に対するパラメータＰａ２を記憶している。

同一の周波数比ｆｒの範囲において、操作具による操作性が優先されるパラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２のノッチ深さ係数δｘは、吊り荷Ｗの揺れの抑制が優先されるパラメータＰａ０・Ｐａ１・Ｐａ２のノッチ深さ係数δｘよりも小さく設定されている。つまり、操作具による操作性が優先されるパラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２の一つが適用されたノッチフィルタＦｘ（ｎ）は、同一の周波数比ｆｒの範囲において、吊り荷Ｗの揺れの抑制が優先されるパラメータＰａ０・Ｐａ１・Ｐａ２の一つが適用された場合よりもノッチ深さＤｎが浅くなる。このように構成することで、制御装置３３は、操作具による操作性の維持が優先される手動制御の場合と吊り荷Ｗの揺れの抑制が優先される場合とでノッチフィルタＦｘ（ｎ）の特性を切り替えることができる。

制御装置３３のフィルタ係数算出部３３ｄは、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）での基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）に対する上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）の周波数比ｆｒを算出する。手動制御の場合、フィルタ係数算出部３３ｄは、パラメータＰｍ０、パラメータＰｍ１、パラメータＰｍ２から、算出した周波数比ｆｒが含まれる帯域に対応するパラメータを選択する。自動制御の場合、フィルタ係数算出部３３ｄは、パラメータＰａ０、パラメータＰａ１、パラメータＰａ２から、算出した周波数比ｆｒが含まれる帯域に対応するパラメータを選択する。

制御装置３３のフィルタ部３３ｃは、算出したパラメータのノッチ幅係数ζｘ、ノッチ深さ係数δｘおよび中心周波数係数ωｘ_ｎを適用したノッチフィルタＦｘ（ｎ）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）を生成する。

図６に示すように、制御装置３３は、フィルタ部３３ｃにおいて、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）は、共振周波数ωｘ（ｎ）の周波数成分が減衰されているので、制御信号Ｃ（ｎ）に比べて立ち上がりが緩やかになり、動作が完了するまでの時間が延びる。つまり、ノッチ深さ係数δｘが０に近い（ノッチ深さＤｎが深い）ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）で制御されるアクチュエータは、ノッチ深さ係数δｘが１に近い（ノッチ深さＤｎが浅い）ノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されたフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ）、もしくはノッチフィルタＦｘ（ｎ）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎ）で制御される場合に比べて、操作具の操作による動作の反応が緩慢になり操作性が低下する。

また、図９に示すように、クレーン１は、ワイヤロープ（メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６）に対応するフックブロック（メインフックブロック１０またはサブフックブロック１１）に玉掛けワイヤロープを用いて吊り荷Ｗが玉掛けされているため、厳密にはフックブロックおよび吊り荷Ｗは二重振り子として往復運動している。

図９（ａ）に示すように、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）に対する平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）の比率が０に近づくにつれて、吊り荷Ｗを単振り子としてみなすことができる。従って、制御装置３３は、周波数比ｆｒが小さくなるにつれて吊り下げ長さＬ（ｎ）から算出される共振周波数ωｘ（ｎ）を中心周波数ωｃ（ｎ）とするノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅Ｂｎを狭く、ノッチ深さＤｎを深くするようにパラメータを設定する。

図９（ｂ）に示すように、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）に対する平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）の比率が１に近づくにつれて、二重振り子としての特性が強くなり、吊り下げ長さＬ（ｎ）から算出される共振周波数ωｘ（ｎ）と吊り荷Ｗの重心位置である重心Ｇまでの距離から算出される共振周波数ωｘ（ｎ）とのずれが大きくなる。従って、制御装置３３は、吊り下げ長さＬ（ｎ）から算出される共振周波数ωｘ（ｎ）を中心周波数ωｃ（ｎ）とするノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ幅Ｂｎをより広く、ノッチ深さＤｎをより浅くするようにパラメータを設定する。

このように、制御装置３３は、周波数比ｆｒに基づいて、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）の周波数範囲と減衰割合とを設定することで、二重振り子としての特性が強い状態でも吊り荷Ｗの振動を抑制することができる。

次に、制御装置３３におけるクレーン１の作動状態に基づく制振制御について説明する。以下の実施形態において、制御装置３３は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２のうち任意の操作具（以下、単に「操作具」と記す）の操作による手動操作によってクレーン１が作動している場合、制御装置３３は、一の操作具に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）を制御信号生成部３３ａから取得すると、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）の設定を行う。制御装置３３は、共振周波数算出部３３ｂにおいて算出した共振周波数ωｘ（ｎ）をノッチフィルタＦｘ（ｎ）の基準となる中心周波数ωｃ（ｎ）として中心周波数係数ωｘ_ｎを算出する。また、制御装置３３は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）のノッチ深さ係数δｘとノッチ幅係数ζｘとのうち少なくとも一つを設定する。

操作具の操作性を優先させたい手動制御の場合、制御装置３３は、予め記憶している平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）、最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）と取得した吊り下げ長さＬｓ（ｎ）とから基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）および上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）を算出する。制御装置は、基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）と上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）とから周波数比ｆｒを算出する。制御装置３３は、パラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２のうち算出した周波数比ｆｒに対応するパラメータを算出する。制御装置３３は、算出したパラメータのノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとを伝達関数Ｈ（ｓ）に適用し、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）を設定する。これにより、クレーン１は、操作具による操作性の維持を優先しつつ、平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）による誤差を考慮したノッチフィルタＦｘ（ｎ１）が適用される。

一方、振動抑制効果を優先させたい自動制御の場合、制御装置３３は、パラメータＰａ０・Ｐａ１・Ｐａ２のうち算出した周波数比ｆｒに対応するパラメータを算出する。制御装置３３は、算出したパラメータのノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとを伝達関数Ｈ（ｓ）に適用し、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を設定する。これにより、クレーン１は、吊り荷Ｗの共振周波数ωｘ（ｎ）での振動抑制効果を優先しつつ、平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）による誤差を考慮したノッチフィルタＦｘ（ｎ２）が適用される。

本実施形態では、制御装置３３は、一の操作具に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ）を制御信号生成部３３ａから取得すると、操作具の操作性を優先させるために、パラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２のうち算出した周波数比ｆｒに応じたノッチ深さ係数δｘに設定されたノッチフィルタＦｘ（ｎ１）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用して、フィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成する。

一の操作具の単独操作中に他の操作具が更に操作される手動制御の場合、制御装置３３は、他の操作具の操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎ＋１）を制御信号生成部３３ａから取得すると、振動抑制効果を優先させるために、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）に代えてノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）と他の操作具による制御信号Ｃ（ｎ＋１）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）と、フィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成する。さらに、制御装置３３は、一の操作具による単独操作に変更された場合、操作具の操作性を優先させるためにノッチフィルタＦｘ（ｎ２）からノッチフィルタＦｘ（ｎ１）に切り替え、一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成する。

例えば、遠隔操作装置等による操作において、一の操作具の操作量が他の操作具の操作量に適用される場合、他の操作具の制御信号Ｃ（ｎ＋１）の単位時間当たりの変化量（加速度）が大幅に大きくなる可能性がある。具体的には、旋回操作の入り切りスイッチと起伏操作の入り切りスイッチ、および各操作の速度を設定する共通の速度レバーを備える場合、旋回操作の入り切りスイッチが入り状態にされ、任意の速度での旋回動作中に起伏スイッチを切り状態にすると旋回動作の速度設定が起伏操作に適用される。つまり、複数の操作具によって操作を開始した場合、大きな振動が発生する場合がある。そのため、一の操作具の単独操作中に他の操作具が更に操作される場合、振動抑制効果を優先させるように、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）を切り替えている。

これにより、クレーン１は、一の操作具の単独操作においてノッチフィルタＦｘ（ｎ１）を適用することで操作具の操作性の維持を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成することができる。また、クレーン１は、振動が発生しやすい複数の操作具の併用操作においてノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を適用することで操作具の振動抑制効果を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）と、フィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成することができる。

また、動作規制範囲に到達する前の自動停止や自動搬送等の自動制御によってクレーン１が作動している場合、制御装置３３は、フィルタ係数算出部３３ｄが操作具の操作に基づかない制御信号Ｃ（ｎａ）を制御信号生成部３３ａから取得すると、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を制御信号Ｃ（ｎａ）に適用することで操作具の振動抑制効果を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）を生成することができる。

例えば、クレーン１は、作業領域の規制による制限や停止位置が設定されている場合、吊り荷Ｗがこのような作業領域に進入すると、操作具の操作によらず自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）に基づいて作動する、また、クレーン１は、自動搬送モードに設定されている場合、所定の吊り荷の搬送経路を、所定の搬送速度、搬送高さで搬送する自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）に基づいて作動する。つまり、クレーン１は、自動制御により操縦者によって操作されていないので操作具の操作性を優先させる必要がない。従って、制御装置３３は、振動抑制効果を優先させるために、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を制御信号Ｃ（ｎａ）に適用してフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）を生成する。これにより、クレーン１は、吊り荷Ｗの共振周波数ωｘ（ｎ）での振動抑制効果が高まる。つまり、クレーン１は、自動制御において振動抑制効果を優先したフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）を生成することができる。

また、特定の操作具の手動操作による緊急停止操作、または操作具による特定の操作手順による緊急停止操作がされる場合に、制御装置３３は、任意の操作具の緊急停止操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎｅ）にノッチフィルタＦｘ（ｎ）を適用しない。

例えば、クレーン１の旋回台７や伸縮ブーム９を即時停止させるために、全ての操作具を一気に中立状態に戻す緊急停止操作が行われる場合、制御装置３３は、特定の手動操作が行われたとして操作具の緊急停止操作に基づいて生成された制御信号Ｃ（ｎｅ）にノッチフィルタＦｘ（ｎ）を適用しない。これにより、クレーン１は操作具の操作性の維持が優先され、旋回台７や伸縮ブーム９の停止が遅れることなく即時停止する。つまり、クレーン１は、操作具の緊急停止操作において制振制御を実施しない。

以下に、図１０から図１１を用いて、制御装置３３におけるクレーン１の作動状態に基づく制振制御について具体的に説明する。制御装置３３は、サブ繰出長検出センサ３２から吊り下げ長さＬｓ（ｎ）を取得し、平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）、最長玉掛け長さＬｗｌ（ｎ）および最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）を予め記憶しているものとする。また、制御装置３３は、制御装置生成部３３ａにおいて、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１およびサブドラム操作具２２の操作量に基づいて、任意の操作具の速度指令である制御信号Ｃ（ｎ）をスキャンタイム毎に生成しているものとする。クレーン１は、操作具の操作状態に応じて一の操作具の操作による制御信号Ｃ（ｎ）、他の操作具の操作による制御信号Ｃ（ｎ＋１）、または操作具の緊急停止操作による緊急操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）のうち少なくとも一つの制御信号が生成されているものとする。

図１０に示すように、制振制御のステップＳ１１０において、制御装置３３は、操作具が操作されている手動制御か否か判定する。
その結果、操作具が操作されている手動制御である場合、制御装置３３はステップをステップＳ１２０に移行させる。
一方、操作具が操作されている手動制御でない場合、制御装置３３はステップをステップＳ１６０に移行させる。

ステップＳ１２０において、制御装置３３は、単独の操作具が操作されているか否か判定する。
その結果、単独の操作具が操作されている場合、すなわち、単独の操作具の操作により単独のアクチュエータが制御されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ２００に移行させる。
一方、単独の操作具のみで操作されていない場合、すなわち、複数の操作具の操作により複数のアクチュエータが制御されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ３００に移行させる。

ステップＳ２００において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）の適用工程Ａを開始し、ステップをステップＳ２１０に移行させる（図１１参照）。そして、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）の適用工程Ａが終了するとステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

図１０に示すように、ステップＳ１３０において、制御装置３３は、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われているか否か判定する。
その結果、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われている場合、すなわち、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ１４０に移行させる。
一方、操作具による特定の操作手順による緊急停止操作が行われていない場合、すなわち、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ１５０に移行させる。

ステップＳ１４０において、制御装置３３は、緊急停止操作による緊急操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）を生成する。すなわち、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）またはノッチフィルタＦｘ（ｎ２）が適用されていない制御信号Ｃ（ｎｅ）を生成し、ステップをステップＳ１５０に移行させる。

ステップＳ１５０において、制御装置３３は、生成された各フィルタリング制御信号に対応する操作弁に伝達し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。また、制御装置３３は、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）が生成されている場合、緊急停止操作時の制御信号Ｃ（ｎｅ）のみを対応する操作弁に伝達し、ステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ１６０において、制御装置３３は、自動制御が実施されているか否か判定する。
その結果、自動制御が実施されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ３００に移行させる。
一方、自動制御が実施されていない場合、すなわち、手動制御の制御信号Ｃ（ｎ）と自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）が生成されていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ１１０に移行させる。

ステップＳ３００において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）の適用工程Ｂを開始し、ステップをステップＳ３１０に移行させる（図１２参照）。そして、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）の適用工程Ｂが終了するとステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

図１１に示すように、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）の適用工程ＡのステップＳ２１０において、制御装置３３は、取得した吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と予め記憶している平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）との合計値から基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）を算出し、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と予め記憶している最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）とから上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ２２０に移行させる。

ステップＳ２２０において、制御装置３３は、算出した基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）と上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）とから周波数比ｆｒを算出し、ステップをステップＳ２３０に移行させる。

ステップＳ２３０において、制御装置３３は、パラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２のうち算出した周波数比ｆｒに対応するパラメータを選択し、ステップをステップＳ２４０に移行させる。

ステップＳ２４０において、制御装置３３は、選択したパラメータのノッチ深さ係数δｘ及びノッチ幅係数ζｘを伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦｘ（ｎ１）を生成し、ステップをステップＳ２５０に移行させる。

ステップＳ２５０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）を制御信号Ｃ（ｎ）に適用して制御信号Ｃ（ｎ）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ１）を生成し、ノッチフィルタＦｘ（ｎ１）の適用工程Ａを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

図１２に示すように、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）の適用工程ＢのステップＳ３１０において、制御装置３３は、取得した吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と予め記憶している平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）との合計値から基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）を算出し、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）と予め記憶している最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）とから上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）を算出し、ステップをステップＳ３２０に移行させる。

ステップＳ３２０において、制御装置３３は、算出した基準共振周波数ωｘｓ（ｎ）と上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）とから周波数比ｆｒを算出し、ステップをステップＳ３３０に移行させる。

ステップＳ３３０において、制御装置３３は、パラメータＰａ０・Ｐａ１・Ｐａ２のうち算出した周波数比ｆｒに対応するパラメータを選択し、ステップをステップＳ３４０に移行させる。

ステップＳ３４０において、制御装置３３は、選択したパラメータのノッチ深さ係数δｘ及びノッチ幅係数ζｘを伝達関数Ｈ（ｓ）（式（２）参照）に当てはめてノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を生成し、ステップをステップＳ３５０に移行させる。

ステップＳ３５０において、制御装置３３は、手動制御が実施されているか否か判定する。
その結果、手動制御が実施されている場合、制御装置３３はステップをステップＳ３６０に移行させる。
一方、手動制御が実施されていない場合、制御装置３３はステップをステップＳ３７０に移行させる。

ステップＳ３６０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を一の操作具による制御信号Ｃ（ｎ）と他の操作具による制御信号Ｃ（ｎ＋１）に適用して制御信号Ｃ（ｎ）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２）と制御信号Ｃ（ｎ＋１）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎ２＋１）を生成し、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）の適用工程Ｂを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる。

ステップＳ３７０において、制御装置３３は、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）を一の操作具に対応する自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ）と他の操作具に対応する自動制御の制御信号Ｃ（ｎａ＋１）に適用して制御信号Ｃ（ｎａ）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２）と制御信号Ｃ（ｎａ＋１）に対応するフィルタリング制御信号Ｃｄ（ｎａ２＋１）を生成し、ノッチフィルタＦｘ（ｎ２）の適用工程Ｂを終了し、ステップをステップＳ１３０に移行させる（図１０参照）。

このように、クレーン１は、玉掛けワイヤロープのばらつきによる上限共振周波数ωｘｈ（ｎ）とノッチフィルタＦｘ（ｎ）の中心周波数ωｃ（ｎ）との周波数比ｆｒがサブワイヤロープの吊り下げ長さＬｓ（ｎ）毎に変動しても、その周波数比ｆｒに応じて適切なノッチ幅Ｂｎとノッチ深さＤｎとからなるノッチフィルタＦｘ（ｎ）が設定される。さらに、クレーン１は、手動制御において、複数の操作具が同時に操作されている場合には振動抑制効果を高めた制振制御が実施される。また、クレーン１は、作業領域の規制による自動停止制御や自動搬送制御等を含む自動制御において、振動抑制効果を高めた制振制御が実施される。一方、操作具の操作によって緊急停止信号が生成された場合、操作性を優先した制振制御に切り替えられる。つまり、クレーン１は、操作具の操作状態に応じて、制御装置３３において制御信号Ｃ（ｎ）に適用するノッチフィルタＦｘ（ｎ）を選択的に切り替えるように構成されている。これにより、クレーン１は、ワイヤロープの吊り下げ長さＬ（ｎ）に基づいて吊り荷Ｗに生じる振り子の共振周波数に関する振動をクレーン１の作動状態に応じて効果的に抑制することができる。

本発明にかかる制振制御は、制御信号Ｃ（ｎ）に適用するノッチフィルタＦｘ（ｎ１）およびノッチフィルタＦｘ（ｎ２）の基準となる中心周波数ωｃ（ｎ）を、クレーン１を構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数と、共振周波数ωｘ（ｎ）との合成周波数にすることで、共振周波数ωｘ（ｎ）による振動だけでなく、クレーン１を構成する構造物が有する固有の振動周波数による振動を合わせて抑制することができる。ここで、クレーン１を構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数とは、伸縮ブーム９の起伏方向および旋回方向の固有振動数、伸縮ブーム９の軸回りのねじれによる固有振動数、メインフックブロック１０またはサブフックブロック１１と玉掛けワイヤロープとから構成される二重振り子の共振周波数、メインワイヤロープ１４またはサブワイヤロープ１６の伸びによる伸縮振動時の固有周波数等の振動周波数を言う。

なお、本実施形態において、平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）、最長玉掛け長さＬｗｌ（ｎ）、最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）は、全ての使用状態をまとめた一の正規分布から算出しているが、クレーン１の用途や吊り荷Ｗの種類に応じて分類し、それぞれの分類が正規分布に従うものとして、分類毎に平均玉掛け長さＬｗ（ｎ）、最長玉掛け長さＬｗｌ（ｎ）、最短玉掛け長さＬｗｓ（ｎ）を算出してもよい。
また、本実施形態において、各パラメータＰｍ０・Ｐｍ１・Ｐｍ２と各パラメータＰａ０・Ｐａ１・Ｐａ２は、同一の吊り下げ長さＬｓ（ｎ）において、ノッチフィルタＦｘ（ｎ）を適用した際の流れ量が略同一になるように設定されているが、吊り下げ長さＬｓ（ｎ）が変化しても同じ流れ量になるように設定してもよい。さらに、ノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘは、周波数比ｆｒに応じてパラメータが選択されることで設定されるが、周波数比ｆｒに応じてノッチ幅係数ζｘとノッチ深さ係数δｘとを連続的に変更する構成でもよい。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１クレーン
８旋回用油圧モータ
１２起伏用油圧シリンダ
１４メインワイヤロープ
１６サブワイヤロープ
１８旋回操作具
１９起伏操作具
３３制御装置
Ｌ（ｎ）ワイヤロープの吊り下げ長さ
ω（ｎ）共振周波数
ωｓ（ｎ）基準共振周波数
ωｈ（ｎ）上限共振周波数
Ｌｗ（ｎ）平均玉掛け長さ
Ｌｗｓ（ｎ）最短玉掛け長さ
ｆｒ周波数比
Ｃ（ｎ）制御信号
Ｃｄ（ｎ）フィルタリング制御信号

Claims

ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて定まる吊り荷の揺れの共振周波数を算出し、
任意の操作信号に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記共振周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成するクレーンであって、
過去の測定値に基づいて前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値と最小値とを取得し、
前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値とから算出される吊り荷の揺れの基準共振周波数を算出し、
前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの最小値とから算出される吊り荷の揺れの上限共振周波数を算出し、
基準共振周波数に対する上限共振周波数の比率に応じて、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを変更するクレーン。
ワイヤロープの吊り下げ長さに基づいて吊り荷の揺れの共振周波数と、クレーンを構成する構造物が外力により振動する際に励起される固有の振動周波数と、を合成した合成周波数を算出し、
任意の操作信号に応じてアクチュエータの制御信号を生成するとともに、前記制御信号から前記合成周波数を基準として任意の周波数範囲の周波数成分を任意の割合で減衰させた前記アクチュエータのフィルタリング制御信号を生成するクレーンであって、
過去の測定値に基づいて前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値と最小値とを取得し、
前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの平均値とから算出される吊り荷の揺れの基準共振周波数を算出し、
前記ワイヤロープの吊り下げ長さと前記ワイヤロープのフック位置から前記吊り荷の重心位置までの長さの最小値とから算出される吊り荷の揺れの上限共振周波数を算出し、
基準共振周波数に対する上限共振周波数の比率に応じて、減衰させる前記周波数成分の周波数範囲と減衰させる割合とのうち少なくとも一つを変更するクレーン。